[发明专利]一种具有3D导航功能的介入式血管癌栓消融医疗系统

说明书

本发明提供的是一种具有3D导航功能的介入式血管癌栓消融医疗系统，其特征是：所述医疗系统包括具有3D形状传感功能的多芯光纤、多芯光纤连接器、手术激光光源、光纤光栅解调仪、光纤套管、计算机；其中多芯光纤包括三个环形破缺的传能纤芯、四个单模纤芯以及分布于四个单模纤芯上的FBG单元阵列；多芯光纤连接器的输出端有七个纤芯，分别与多芯光纤的单模芯和环形破缺纤芯对应连接，其中四个对应单模纤芯的输入端与光纤光栅解调仪连接；另外三个对应环形破缺传能纤芯的输入端与手术光源连接；光纤光栅解调仪得到的光信号经过计算机处理后实时反演多芯光纤形状，确定光纤探针在血管内的位置，实现体内血管3D导航。本发明可用于微创介入式手术治疗。

技术领域

本发明涉及的是一种具有3D导航功能的介入式血管癌栓消融医疗系统， 属于医疗器械技术领域。

背景技术

血管癌栓是肿瘤发展过程中各阶段均可出现的常见病症。例如，门静脉 癌栓是肝癌发展过程中的一种常见的病症，是肝癌患者死亡的直接原因之一，因 此，尽早发现并去除血管癌栓，就显得尤为重要。

光纤具有纤细柔韧、生物兼容、安全可靠等优点，使得光纤型传感器能 够有效地嵌入针头、导管、内窥镜等医疗器械，通过插入人体的各种腔体和通道， 达到病患区域，实现微创、精准检测和治疗，有效避免了开刀等危险又痛苦的手 术过程，减少手术失血，缩短术后恢复时间。光纤形状传感器能够实时动态地反 馈其附着医疗导管在人体内的形状和位置，这使得其有望在很多微创介入治疗手 术中替代危险昂贵的X光透视成像技术。

激光已被应用于肿瘤的治疗，如原发性肿瘤、转移性肿瘤和术后复发的 肿瘤，尤其是适用于不能耐受再次手术的肿瘤患者。对于肝癌、乳腺癌、肾上腺 腺癌、骨样骨瘤、垂体瘤和前列腺瘤等肿瘤，用激光治疗时，在超声波检查仪、 X射线透视仪、计算机控制核磁共振仪等影像系统定位引导下，将普通穿刺针经 皮穿刺到瘤体内，激光光纤通过普通穿刺针针管直插治疗部位，即可进行激光治 疗。由于激光治疗具有良好的杀伤分界线，可通过调控完全杀死肿瘤细胞，而使 消融区域外的细胞免受损伤。

目前，尽管已有基于多芯光纤的形状传感器被提出并有可能可应用于血 管内的3D形状传感导航(Sonja,et al.Three-dimensional guidance including shapesensing of a stentgraft system for endovascular aneurysm repair.International journal of computer assisted radiology and surgery,2020,15:1033-1042.)，但是该光纤未能起到激光手术治疗的作用。当然，光纤作为手术 激光传导介质已是一种成熟的医疗手段方案，但是现有的光纤手术激光传导光纤 通常也只是简单的多模的传能光纤，不具备3D导航功能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有3D导航功能的介入式血管癌栓消融医 疗系统。

一种具有3D导航功能的介入式血管癌栓消融医疗系统。如图1，所述医 疗系统包括具有3D形状传感功能的多芯光纤1、多芯光纤连接器4、手术激光光 源6、光纤光栅解调仪5、光纤套管3、计算机9；其中多芯光纤包括三个环形破 缺的传能纤芯1-3、四个单模纤芯1-1和1-2、包层1-4以及分布于四个单模纤芯 上的FBG单元阵列2；多芯光纤连接器4的输出端有七个纤芯分别与多芯光纤的 单模芯和环形破缺纤芯对应连接，多芯光纤连接器4的四个对应单模纤芯的输入 端与光纤光栅解调仪5连接，用于多芯光纤1的形状实时监测；多芯光纤连接器 4的另外三个对应环形破缺纤芯的输入端与手术激光光源6连接，输出的手术激光经环形破缺的传能纤芯传输至纤端，用于癌栓的消融。光纤光栅解调仪得到的 光信号经过计算机处理后能够实时反演多芯光纤1形状，确定光纤探针在血管内 的位置，实现体内血管3D导航。

如图2和图3(a)所示，所述的多芯光纤1的四个单模纤芯中的三个纤 芯1-1呈正三角形分布，另外一个纤芯1-2位于光纤中间。三个环形破缺纤芯1-3 和三个正三角分布的单模纤芯1-1分布在同一个环形上。